“掉進(jìn)黑洞里會(huì)發(fā)生什么事?”
這個(gè)當(dāng)今物理學(xué)中最大的謎題之一聽上去好似出自科幻小說,別誤會(huì),這是物理學(xué)家真真切切在研究的問題。
這個(gè)問題的答案已經(jīng)沒有爭議——掉進(jìn)黑洞,你會(huì)分分鐘狗帶。
真正讓物理學(xué)家們夜不能寐的,其實(shí)是——“我們會(huì)如何掛掉?”
目前在這個(gè)可怖的爭論上,有兩大陣營。而這場論戰(zhàn)的結(jié)果,有可能徹底革新我們對自然的基本認(rèn)識(shí)。
想要理解這個(gè)論戰(zhàn),首先你要知道:
黑洞是什么?
此前,天體物理學(xué)家李淼曾在《淼叔開腦洞》節(jié)目中詳細(xì)解釋過這個(gè)問題。黑洞是由大質(zhì)量的恒星,在引力坍縮后形成的。(詳細(xì)內(nèi)容參見:黑洞餓了,連地球都吃)
在上個(gè)世紀(jì)的多半時(shí)間里,科學(xué)家們認(rèn)為:由于重力的強(qiáng)勁拉力,坍塌的恒星中的所有物質(zhì)都被壓縮成了一個(gè)極小的點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)叫做奇點(diǎn)。
(知道你們聽不懂,你也可以這樣理解:如果把地球壓縮進(jìn)一個(gè)花生米般大小的空間里,地球這個(gè)時(shí)候就是一個(gè)黑洞。)
由于奇點(diǎn)的質(zhì)量和密度驚人的大,它就好像是宇宙中的一個(gè)超級強(qiáng)力“磁鐵”,你離這個(gè)高密度的點(diǎn)兒越近,引力對你的拉力越大。
一些物理學(xué)家將這種拉力描繪成:
通往瀑布的河流。
↓
若你處于斷崖上游很遠(yuǎn)的地方,你可以輕松地將木筏劃至安全地帶。但一旦你往下游走一定距離后,無論你再怎么劃槳也回不了頭了,你再也無法逃脫將你拖下斷崖的水流。
對于黑洞來說,這個(gè)無法再回頭的臨界點(diǎn)叫“事件視界”。過了這個(gè)視界,哪怕是宇宙中速度最快的東西——光,也不能逃離奇點(diǎn)的引力。
那么,你經(jīng)過“事件視界”時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢?
科學(xué)家們認(rèn)為,他們會(huì)看到你的花式死法。有趣的是,這些死法都和吃的有關(guān)。
第一種死法:意大利面條化
假如,你的腳朝著中心向奇點(diǎn)移動(dòng),起初你不會(huì)感到你穿越了任何明確的界限,但你的腳部會(huì)比頭部受到更強(qiáng)的引力拉力,并且會(huì)開始移動(dòng)得比你身體的其他部位更快,所以:
你會(huì)逐漸被拉成一個(gè)長長的面條人,
直到你被拉斷。
你面條狀的每塊肉體會(huì)繼續(xù)拉伸和斷裂,直到你面目全非,變成一串亞原子粒子,最終拍打在奇點(diǎn)的物質(zhì)上……這個(gè)拉扯假說實(shí)際上有個(gè)名稱,物理學(xué)家稱之為“意大利面條化”。
“意大利面條化”這個(gè)理論一直被物理學(xué)家所接受。
第二種死法:烤面包化
后來在2012年,物理學(xué)家約瑟夫·波欽斯基(Joseph Polchinski)和他的同事們又腦洞大開,想到了另外一種升天方法。
他們徹底拋棄了黑洞能把你意大利面條化的想法,他們宣稱:
物質(zhì)根本不會(huì)被黑洞吸進(jìn)去,而是會(huì)像烤面包一樣,在觸碰“事件視界”時(shí)被焚化,有關(guān)該物質(zhì)的來源以及它去向何方的信息得以保存。物質(zhì)可能會(huì)被彈回宇宙,但不會(huì)有任何東西被吸入視界以內(nèi),這是因?yàn)樵谝暯缰畠?nèi)一無所有。
按照波欽斯基和他的同事們的說法,黑洞完全沒有中心。這是個(gè)瘋狂且問題叢生的想法,這根本上是在主張:越過事件視界這道“防火墻”就是宇宙的盡頭。
第三種死法:炒雞蛋化
這個(gè)火墻論著實(shí)讓一群包括霍金在內(nèi)的物理學(xué)家們頭疼。
霍金隨后發(fā)表了一個(gè)讓物理學(xué)界感到困惑的聲明,他認(rèn)為關(guān)于黑洞性質(zhì)的兩個(gè)概念都錯(cuò)了。他寫道:
不存在奇點(diǎn),也沒有時(shí)間視界。取而代之的是“視邊界”所有被吸入的物質(zhì)和能量像炒雞蛋一樣,被攪和在一起。
這也許能解決量子力學(xué)上連接的糾纏粒子難題,同時(shí)它可能一定程度上解決了信息不守恒的問題,盡管信息被攪和在一起,但理論上并非不可復(fù)原。
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目前看來,有三種各自都成為題的理論,現(xiàn)在由你來選吧。
若你掉入了黑洞,你是愿意被:意大利面化,烤面包化,亦或是炒雞蛋化?
老實(shí)說,這幾樣聽起來都不怎么開胃……
如果你現(xiàn)在仍感到迷惑不解,那你并不孤單,很多物理學(xué)家都為霍金的新理論感到困惑。
我知道你現(xiàn)在多么地渴望向愛因斯坦、霍金、波欽斯基請教這些奇幻問題,這個(gè)……可能比送你去外太空還要難。不過,別著急,沒有他們在,你還是有機(jī)會(huì)直接和充滿神秘感的天體物理學(xué)家交流的!
外太空冷嗎?
月球背面一直藏著外星人監(jiān)視著地球?
去外太空旅游,要做好什么準(zhǔn)備?
在外太空迷路,怎么確認(rèn)自己的坐標(biāo)?
哪些科幻電影的梗,有可能在生活中運(yùn)用?
……
把這問題交給知識(shí)淵博,風(fēng)趣幽默的天體物理學(xué)家淼叔,聽他親自為你解答~
3月18日晚20:30,李淼群聊會(huì),來群里問淼叔個(gè)開腦洞的問題~
活動(dòng)參與方式:關(guān)注公眾號:拾用Max,并在后臺(tái)回復(fù)數(shù)字“1”
活動(dòng)開始前30分鐘,淼叔會(huì)在斗魚直播開扒《星際穿越》中的科幻梗,歡迎一起“撩”科學(xué)~
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